专利名称：轮载模拟试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轮载模拟试验装置，该装置设计是为了准确有效地模拟道路路面所承受的车动荷载作用效果，以便达到在试验室条件下，进行道路在车动荷载作用下的结构与性能模拟试验研究的目的。
背景技术：
现有的车动荷载作用下的结构与性能模拟试验所采用的设备存在的缺点是结构复杂，价格高，操作难度大，测试速度慢，精度低。
发明内容本实用新型旨在提供一种轮载模拟试验装置，以解决现有技术存在的结构复杂， 价格高，操作难度大，测试速度慢，精度低的问题。本实用新型的技术方案是一种轮载模拟试验装置，其特征在于，包括机架、驱动装置、传动装置、液压施载装置、荷重传感器、轮载组件、工作台和支架，在机架的两端分别安装驱动装置和支架，在该支架的底部设置工作台，在该工作台的上方装有轮载组件，在该轮载组件的上方装有液压施载装置，该液压施载装置的底端固定在该支架的顶端中部，该液压施载装置上端的压力输出端通过荷重传感器与一顶架中部连接，该顶架的四端分别通过四根竖向的升降杆与下面的该工作台的四角连接，在该工作台与支架之间设有上下走向的导向机构；该轮载组件滑动地安装在一水平设置在支架上部的导轨上，并通过传动装置与所述的驱动装置传动连接；在所述的荷重传感器上设有压力表。所述的传动装置包括曲柄和连杆，曲柄的一端与所述的驱动装置的动力输出轴连接，曲柄的另一端通过连杆与所述的轮载组件铰接，该曲柄和连杆与轮载组件构成曲柄滑块机构。所述的轮载组件包括轮架、上导轮、下导轮和车轮，在轮架的上部装有上导轮和下导轮，该上导轮和下导轮分别与所述的导轨两边的上面和下面对应；在该轮架的下部中间通过一轮轴安装有车轮；该轮架的一端与所述的连杆一端铰接。所述的驱动装置由电动机和减速器组成，电动机通过减速器与所述曲柄的一端连接。在所述的曲柄上装有防护罩。所述的工作台包括底板、挡板、固定耳、紧固螺栓、紧固螺母和所述的导向机构，在底板的前后两端分连接一挡板，在一个该挡板的中部固定紧固螺母，在紧固螺母上装有紧固螺栓；在底板的左右两边各连接有与所述的升降杆下端连接的固定耳；该导向机构包括四对导向轮，每对该导向轮上下相对设置，并分别转动安装在该底板的两侧的前部和后部。所述的液压施载装置采用液压千斤顶。 所述的支架由两个η形架和一个横梁构成，两个η形架平行设置，横梁的两端分别连接在两个η形架顶端的中部；所述的四根竖向的升降杆分别设在两个η形架的四根竖向部分的凹槽内。在所述顶架的两端各装有一卸压装置，该卸压装置包括手柄、转杆、螺杆和卸压螺母，卸压螺母分别焊接在顶架的两端，螺杆的下端旋入卸压螺母，螺杆的上端与转杆的中间垂直连接，在该转杆的两端各连接一手柄；该螺杆的下端与所述的支架顶端相对。本实用新型的优点是轮载模拟试验装置结构简单、测试速度快、精度高、操作简单、使用方便，能够真实准确地模拟道路路面承受车辆动态荷载的作用效果。

图1是本实用新型的总体结构主视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图1的左视图(局部剖视)；图4是图1的右视图(局部剖视)；图5是图3中P处的(轮载组件的结构)放大图；图6是本实用新型工作台的侧面结构示意图；图7是图6的俯视图；图8是图6的右视图。
具体实施方式
参见图1-图8，本实用新型一种轮载模拟试验装置，包括机架5、驱动装置4、传动装置、液压施载装置8、荷重传感器16、轮载组件12、工作台13和支架11，在机架5的两端分别安装驱动装置4和支架11。驱动装置4由电动机和减速器组成。所述的支架11由两个η形架和一个横梁17构成，两个η形架平行设在两端，横梁 17的两端分别连接在两个η形架顶端的中部。η形架采用U形钢制成，η形架的竖向部分的U形钢凹槽相对设置。在该支架11内(两个η形架之间)的底部设置工作台13，在该工作台13的上方装有轮载组件12，在该轮载组件12的上方装有液压施载装置8，该液压施载装置8的底端固定在该支架的横梁17的中部，该液压施载装置8上端的压力输出端通过荷重传感器16 与顶架6的中部连接，该顶架的四端(四角)分别通过四根竖向的升降杆18与下面的该工作台13的四个固定耳133(参见图6)连接。四根竖向的升降杆18分别设在两个η形架的四根竖向部分的凹槽内。该轮载组件12滑动地安装在一水平设置在支架上部的导轨10上，并通过传动装置与所述的驱动装置4传动连接。在所述的荷重传感器16上设有数字压力表7。所述的传动装置包括曲柄2和连杆3，曲柄2的一端与所述的驱动装置4的减速器的动力输出轴连接，曲柄2的另一端通过连杆3与所述的轮载组件12铰接。该曲柄2、连杆3与轮载组件12构成曲柄滑块机构。为保证曲柄2的圆周运动与连杆3的摆动运动的顺畅转换，在两部件接合部采用双列向心球面球轴承。所述的轮载组件12包括轮架121、上导轮122、下导轮123和车轮125，在轮架121 的上部装有上导轮122和下导轮123，该上导轮122和下导轮123分别与所述的导轨10两边的上面和下面对应，导轨10上面通过C形钢与所述的横梁17焊接。在该轮架121的下部之间通过一轮轴1 安装有两个车轮125。该轮架121的一端与所述的连杆3 —端铰接。为保证上导轮122、下导轮123在导轨10上下两侧顺畅运行，导轨10采一体结构， 导轨10两边的导轮槽整体加工，以避免因导轨分开设置而导致安装易产生的平行度超差问题。参见图6-8，所述的工作台13包括底板131、挡板132、固定耳133、紧固螺栓135、 紧固螺母134和导向机构，在底板131的前后两端分连接一挡板132，在一个该挡板132的中部固定紧固螺母134，在紧固螺母134上装有紧固螺栓135。在底板131的左右两边各连接有用于与所述的机架连接的固定耳133。该导向机构包括四对导向轮19，每对导向轮分别转动安装在该底板131的两侧的各固定耳133附近的上下位置，上方的导向轮均通过连接板191与底板131连接。上下的每对导向轮19在工作时沿着支架11下部上下移动，起到导向作用。在所述的液压施载装置8采用液压千斤顶。为避免旋转体给工作人员可能造成的危害，曲柄2上加设了防护罩1。还可在所述顶架6的两端各装有一卸压装置9 (参见图4)，该卸压装置9包括手柄 91、转杆92、螺杆94和卸压螺母93，卸压螺母93分别焊接在顶架6的两端，螺杆94的下端旋入卸压螺母93，螺杆94的上端与转杆92的中间垂直连接(呈T形结构)，在该转杆92 的两端各连接一手柄91。该螺杆94的下端与所述的支架11的两个η形架的顶端相对。卸压装置9是为避免荷重传感器16在运行中不断受到交变载荷冲击而可能受到损坏而特别设计的。其工作原理为当液压千斤顶加压达到设定压力后，同时转动卸压装置 9两端的手柄91，使其螺杆94作用在支架11的顶端上的压力逐渐加大，这时压力表7显示的压力数字在不断减少，也就是施加在荷重传感器16的压力逐步转移到螺杆94上。这是由于支架11所受到的由千斤顶作用给它的力逐渐被顶在两个η形支架顶端上的螺杆94作用给它的力所代替；当两螺杆94对支架11的作用力等于(或略大于)千斤顶对支架11的作用力(压力表7显示的压力数字降为零)时，停止转动手柄91。这时虽然作用于被测工件上的压力未减，但避免了荷重传感器16在运行中一致受到压力而可能受到的损坏。本实用新型的工作过程是1.运行系统在工作台13上面放置被测工件14，由电机通过减速机带动曲柄2作圆周运动，并通过连杆3带动轮载组件12沿着导轨10作往复直线运动。轮载组件12下部的两个车轮 125(与机动车车轮相同的结构)为整台设备工作轮，在被测工件14的上面来回滚压。2.工作轮与被测工件之间压力的形成通过手动或机动给液压施载装置(液压千斤顶)8加压，其上端伸出通过顶架6和四根升降杆18将工作台4在导轮19的引导下向上顶起，从而导致车轮125向被测工件14 施加压力，该压力的数值由液压千斤顶与顶架6之间的荷重传感器16检测出，并显示在压力表7上。当压力值达到设定压力时即可停止加压。此时设备可开始正常运行。读出压力表7上显示的预加压力，并通过测量车轮碾压时的受力面积来计算施加在混凝土试件上的压应力。车轮与路面的接触面积称为轮印面积。它的形状近似椭圆形。 在路面设计中，为了便于计算，常以等面积的圆形来代替。根据上述原理，模拟车动荷载试验装置的电子计数器显示的预加力值除以轮印面积即得到施加在混凝土试件上的压应力F = P' /A。 本实用新型测试速度快、精度高、简单方便，能够真实准确地模拟道路路面承受车辆动态荷载的作用效果。可对试件进行结构损伤、主要力学性能(抗折强度，动弹性模量等)进行对比试验研究。
权利要求1.一种轮载模拟试验装置，其特征在于，包括机架、驱动装置、传动装置、液压施载装置、荷重传感器、轮载组件、工作台和支架，在机架的两端分别安装驱动装置和支架，在该支架的底部设置工作台，在该工作台的上方装有轮载组件，在该轮载组件的上方装有液压施载装置，该液压施载装置的底端固定在该支架的顶端中部，该液压施载装置上端的压力输出端通过荷重传感器与一顶架中部连接，该顶架的四端分别通过四根竖向的升降杆与下面的该工作台的四角连接，在该工作台与支架之间设有上下走向的导向机构；该轮载组件滑动地安装在一水平设置在支架上部的导轨上，并通过传动装置与所述的驱动装置传动连接；在所述的荷重传感器上设有压力表。
2.根据权利要求1所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，所述的传动装置包括曲柄和连杆，曲柄的一端与所述的驱动装置的动力输出轴连接，曲柄的另一端通过连杆与所述的轮载组件铰接，该曲柄和连杆与轮载组件构成曲柄滑块机构。
3.根据权利要求2所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，所述的轮载组件包括轮架、 上导轮、下导轮和车轮，在轮架的上部装有上导轮和下导轮，该上导轮和下导轮分别与所述的导轨两边的上面和下面对应；在该轮架的下部中间通过一轮轴安装有车轮；该轮架的一端与所述的连杆一端铰接。
4.根据权利要求2所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，所述的驱动装置由电动机和减速器组成，电动机通过减速器与所述曲柄的一端连接。
5.根据权利要求2所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，在所述的曲柄上装有防护罩。
6.根据权利要求1所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，所述的工作台包括底板、挡板、固定耳、紧固螺栓、紧固螺母和所述的导向机构，在底板的前后两端分连接一挡板，在一个该挡板的中部固定紧固螺母，在紧固螺母上装有紧固螺栓；在底板的左右两边各连接有与所述的升降杆下端连接的固定耳；该导向机构包括四对导向轮，每对该导向轮上下相对设置，并分别转动安装在该底板的两侧的前部和后部。
7.根据权利要求1所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，所述的液压施载装置采用液压千斤顶。
8.根据权利要求1所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，所述的支架由两个η形架和一个横梁构成，两个η形架平行设置，横梁的两端分别连接在两个η形架顶端的中部；所述的四根竖向的升降杆分别设在两个η形架的四根竖向部分的凹槽内。
9.根据权利要求1所述的轮载模拟试验装置，其特征在于，在所述顶架的两端各装有一卸压装置，该卸压装置包括手柄、转杆、螺杆和卸压螺母，卸压螺母分别焊接在顶架的两端，螺杆的下端旋入卸压螺母，螺杆的上端与转杆的中间垂直连接，在该转杆的两端各连接一手柄；该螺杆的下端与所述的支架顶端相对。
专利摘要一种轮载模拟试验装置，在机架的两端分别安装驱动装置和支架，在支架的底部设置工作台，在工作台的上方装有轮载组件，在该轮载组件的上方装有液压施载装置，液压施载装置的底端固定在支架的顶端中部，该液压施载装置上端的压力输出端通过荷重传感器与一顶架中部连接，该顶架的四端分别通过四根竖向的升降杆与下面的该工作台的四角连接；该轮载组件滑动地安装在一水平设置在支架上部的导轨上，并通过传动装置与所述的驱动装置传动连接；在所述的荷重传感器上设有压力表。本实用新型的优点是轮载模拟试验装置结构简单、测试速度快、精度高、操作简单、使用方便，能够真实准确地模拟道路路面承受车辆动态荷载的作用效果。
文档编号G01N3/50GK202159001SQ20112023398
公开日2012年3月7日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者何文斌, 张云志, 张猛, 李学英, 杜薇, 熊复慧, 王佳梅, 王臣, 赵亚丁 申请人:哈尔滨工业大学